DE102012104817B4 - Method and machine for machining rotationally symmetrical sliding bearing points by means of PECM - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Bearbeiten rotationssymmetrischer Gleitlagerstellen, insbesondere an einer Kurbelwelle (2), mittels elektro-chemischem Abtragen (ECM), wobei – während der Bearbeitung der Abstand zwischen einem Werkzeug (25) und einem Werkstück (2) abwechselnd mittels Vibration größer und kleiner wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Strombeaufschlagung des Werkzeuges (25) pulsiert, und – eine flächige Bearbeitung der gesamten Oberfläche und ein Einbringen von Vertiefungen (27) durchgeführt wird, indem die Wirkfläche des Werkzeuges (25) tangential zu der konvex gekrümmten Oberfläche des Werkstückes (2) oder konkav gekrümmt, jedoch mit einem größeren Krümmungsradius als die konvex gekrümmte Oberfläche der Lagerstelle (1) gewählt wird.Method for machining rotationally symmetrical slide bearing points, in particular on a crankshaft (2), by means of electrochemical removal (ECM), the distance between a tool (25) and a workpiece (2) alternately becoming larger and smaller by means of vibration, characterized in that - the application of current to the tool (25) pulsates, and - surface processing of the entire surface and indentations (27) are carried out by making the active surface of the tool (25) tangential to the convexly curved surface of the workpiece ( 2) or concavely curved, but with a larger radius of curvature than the convexly curved surface of the bearing point (1) is selected.

Description

I. AnwendungsgebietI. Field of application

Die Erfindung betrifft gleitgelagerte Radial-Lager, insbesondere die Lagerstellen einer Kurbelwelle in einem Verbrennungsmotor, einerseits gegenüber dem Motorblock und andererseits gegenüber den Pleueln.The invention relates to plain-mounted radial bearings, in particular the bearing points of a crankshaft in an internal combustion engine, on the one hand with respect to the engine block and on the other hand with respect to the connecting rods.

II. Technischer HintergrundII. Technical background

Bei Gleitlagern ist es sowohl für die Größe der Gleitreibung als auch für die Lebensdauer des Gleitlagers essenziell, dass in möglichst allen Betriebszuständen ausreichend viel Schmiermittel und in möglichst gleichmäßiger Verteilung zwischen den Kontaktflächen der Gleitpaarung vorhanden ist.In plain bearings, it is essential both for the size of the sliding friction and for the life of the plain bearing, that in all operating conditions as possible, a sufficient amount of lubricant and as evenly as possible distribution between the contact surfaces of the sliding pair is available.

Mit dem zunehmenden Einsatz von Start-stop-Systemen in Kraftfahrzeugen nimmt diese Bedeutung massiv zu, denn dadurch wird die Anzahl der Anlaufvorgänge der Gleitlager um den Faktor 100 oder mehr erhöht.With the increasing use of start-stop systems in motor vehicles, this importance is increasing massively, because this increases the number of starting operations of the slide bearings by a factor of 100 or more.

Aus diesem Grund werden die Kontaktflächen von Gleitlagern so bearbeitet, dass sie kleine Vertiefungen aufweisen, die als Reservoir für Schmiermittel dienen. Aufgrund dessen beträgt der Traganteil eines Gleitlagers, also der Flächenanteil, mit dem die Kontaktflächen tatsächlich aneinander Anliegen, immer deutlich unter 100%, teilweise sogar unter 60%.For this reason, the contact surfaces of plain bearings are processed so that they have small recesses, which serve as a reservoir for lubricants. Because of this, the carrying portion of a plain bearing, ie the area proportion, with which the contact surfaces actually concern each other, always well below 100%, sometimes even less than 60%.

Die entsprechende Strukturierung der Gleitflächen wird durch spezielle Bearbeitungsschritte wie Schleifen, Finishen oder Hohnen erreicht, wobei jedoch die konkrete Anordnung der Vertiefungen nicht vorgegeben werden kann, und auch die Streuung hinsichtlich der Größe, insbesondere der Tiefe, dieser Vertiefungen relativ groß ist. Vor allem hängt das Ergebnis der Strukturierung auch stark von der Erfahrung der ausführenden Person ab.The corresponding structuring of the sliding surfaces is achieved by special processing steps such as grinding, finishing or hoisting, whereby, however, the specific arrangement of the depressions can not be specified, and also the variation in size, in particular the depth, of these depressions is relatively large. Above all, the result of the structuring also depends heavily on the experience of the executing person.

Um eine hinsichtlich Anzahl, Größe, Tiefe und Verteilung der Vertiefungen definierte Strukturierung der Kontaktfläche eines Gleitlagers zu erzielen, ist es ebenfalls bereits bekannt, diese Oberfläche mittels Laser zu beschießen und dadurch die gewünschten Vertiefungen zu erzielen.In order to achieve a structuring of the contact surface of a slide bearing defined with regard to number, size, depth and distribution of the depressions, it is likewise already known to bombard this surface by means of a laser and thereby achieve the desired depressions.

Diese Vorgehensweise hat jedoch zum einen den Nachteil, dass sie sehr zeitaufwändig ist bei einer großen Anzahl von Vertiefungen, und darüber hinaus der auftreffende Laserstrahl auf der Oberfläche nicht nur eine Vertiefung erzeugt, sondern auch eine die Vertiefung ringförmig umgebende Aufwerfung, die in vielen Fällen nicht erwünscht ist, und eine erneute Nachbearbeitung zur Beseitigung dieser Aufwerfung erfordert. Generell ist die Flanken-Form der mittels Laser hergestellten Vertiefung kaum steuerbar.However, this approach has the disadvantage that it is very time consuming with a large number of wells, and moreover, the incident laser beam on the surface not only creates a depression, but also a recess surrounding the recess, which in many cases not is desired, and requires a re-work to eliminate this posing. In general, the flank shape of the recess made by laser is hardly controllable.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch die Laserbearbeitung eine räumlich eng begrenzte starke Erhitzung und anschließende schnelle Abkühlung erfolgt, was zu nicht erwünschten neuen Härte-Zonen führt.Another disadvantage is that the laser processing is a spatially limited strong heating and subsequent rapid cooling, resulting in undesirable new hardness zones.

Für ganz andere Anwendungszwecke ist das Bearbeitungsverfahren des elektrochemischen Abtragens (ECM) bekannt, im weiteren auch als elektrochemisches Ätzen bezeichnet, welches auch mit gepulstem Strom angewandt wird (PECM).For quite different applications, the electrochemical machining (ECM) machining process is known, hereinafter also referred to as electrochemical etching, which is also used with pulsed current (PECM).

Hiermit werden dreidimensionale Oberflächen erzeugt, beispielsweise die dreidimensionale Oberfläche von Münzen hergestellt.This produces three-dimensional surfaces, for example the three-dimensional surface of coins.

Durch die Annäherung einer entsprechend negativ gestalteten Elektrode an die zu bearbeitenden Oberflächen wird aus dieser Oberfläche Material abgetragen, was bei diesem Prozess sehr viel feiner als zum Beispiel mittels Funken-Erosion möglich ist.By approaching a correspondingly negatively shaped electrode to the surfaces to be machined material is removed from this surface, which in this process is much finer than, for example by means of spark erosion possible.

Für die Stromleitung und den Abtransport der gelösten Stoffe wird während des gesamten Prozesses eine stromleitende Flüssigkeit durch den Spalt zwischen Werkzeug und Werkstück hindurchgepresst.For the power line and the removal of the dissolved substances, an electrically conductive liquid is forced through the gap between the tool and the workpiece during the entire process.

Bei Kurbelwellen, insbesondere die Kurbelwellen für Pkw-Motoren mit hohen Zylinderzahlen, als Werkstücken kommt hinzu, dass sie während der Bearbeitung instabile und damit schwer bearbeitbare Werkstücke darstellen. Die Beurteilung der Maßhaltigkeit einer fertigen Kurbelwelle erfolgt primär – neben der axialen Lagerbreite – durch die Beurteilung folgender Parameter:

• – Durchmesserabweichung = maximale Abweichung vom vorgegebenen Solldurchmesser des Lagerzapfens,
• – Rundheit = makroskopische Abweichung von der kreisrunden Sollkontur des Lagerzapfens, angegeben durch den Abstand des äußeren und inneren Hüllkreises,
• – Rundlauf = radiale Maßabweichung bei sich drehendem Werkstück, verursacht durch eine Exzentrizität der drehenden Lagerstelle und/oder eine Formabweichung der Lagerstelle von der idealen Kreisform,
• – Rauheit in Form der gemittelten Einzelrautiefe Rz = die mikroskopische Rauheit der Oberfläche der Lagerstelle repräsentierender, rechnerisch ermittelter Wert,
• – Traganteil = der tragende Flächenanteil der mikroskopisch betrachteten Oberflächenstruktur, der zu einer anliegenden Gegenfläche in Kontakt steht,

und zusätzlich bei den Hublagerstellen:

• – Hubabweichung = maßliche Abweichung des Ist-Hubes (Abstand der Ist-Mitte des Hublagerzapfens von der Ist-Mitte der Mittellager), vom Sollhub und
• – Winkelabweichung = in Grad oder als auf den Hub bezogenes Längenmass in Umfangsrichtung angegebene Abweichung der Ist-Winkellage des Hublagerzapfens von seiner Soll-Winkellage relativ zur Mittellagerachse und bezüglich der Winkelstellung zu den übrigen Hublagerzapfen.

In the case of crankshafts, in particular the crankshafts for passenger car engines with high numbers of cylinders, as workpieces, they also represent unstable and thus difficult-to-process workpieces during machining. The assessment of the dimensional accuracy of a finished crankshaft is primarily - in addition to the axial bearing width - by assessing the following parameters:

• Diameter deviation = maximum deviation from the specified nominal diameter of the trunnion,
• Roundness = macroscopic deviation from the circular nominal contour of the bearing journal, indicated by the distance of the outer and inner enveloping circle,
• - concentricity = radial dimensional deviation in a rotating workpiece, caused by an eccentricity of the rotating bearing and / or a deviation in shape of the bearing of the ideal circular shape,
• Roughness in the form of the average single roughness Rz = calculated microscopic roughness of the surface of the bearing, mathematically determined value,
• Supporting component = the bearing surface portion of the microscopically considered surface structure, which is in contact with an adjacent mating surface,

and additionally at the stroke bearings:

• - Stroke deviation = dimensional deviation of the actual stroke (distance between the actual center of the journal bearing pin from the actual center of the center bearing), the target stroke and
• - Angular deviation = in degrees or as referred to the stroke Längenmaß in the circumferential direction specified deviation of the actual angular position of the Hublagerzapfens of its desired angular position relative to the center bearing axis and with respect to the angular position to the other crankpins.

Dabei wird die Einhaltung der gewünschten Toleranzen bei diesen Parametern sowohl durch die zur Verfügung stehenden Bearbeitungsverfahren als auch die Instabilität des Werkstückes und die Bearbeitungskräfte begrenzt.In this case, compliance with the desired tolerances in these parameters is limited both by the available processing methods as well as the instability of the workpiece and the processing forces.

Auch die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens spielt in der Praxis eine große Rolle, vor allem für die Serienfertigung, in der Taktzeit und damit Herstellkosten eine entscheidende Rolle spielen, während bei Bearbeitungen im Einzelversuch oder für Prototypen diesen Beschränkungen nicht unterliegen.Also, the efficiency and cost-effectiveness of the process plays a major role in practice, especially for mass production, play in the cycle time and thus manufacturing costs a crucial role, while in processing in the individual experiment or for prototypes these restrictions are not subject.

Dies gilt besonders für die letzten Verfahrensschritte der Feinbearbeitung und Oberflächenstrukturierung.This is especially true for the final process steps of fine machining and surface structuring.

Als nächstreichender Stand der Technik beschreibt in dieser Hinsicht die DE 10 2008 054 080 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines hydrodynamischen Gleitlagers, bei dem in der Lagerfläche eine umlaufende, allerdings offensichtlich makroskopische Struktur mit Vertiefungen eingebracht wird. Bei der Herstellung mittels eines elektro-chemischen Verfahrens pulsiert der Stromfluss.As closest-reaching prior art describes in this regard the DE 10 2008 054 080 A1 a method for producing a hydrodynamic sliding bearing, wherein in the bearing surface, a circumferential, but obviously macroscopic structure with recesses is introduced. During production by means of an electrochemical process, the current flow pulses.

Aus der US 6,835,299 B1 ist ferner ein elektro-chemisches Abtragverfahren zum Einbringen von Vertiefungen in das Werkstück bekannt, bei der der Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück pulsierend vergrößert und verkleinert wird, und auch der Stromfluss pulsiert, insbesondere gekoppelt mit der Abstandsveränderung. Auch hier handelt es sich offensichtlich um makroskopische Vertiefungen.From the US Pat. No. 6,835,299 B1 Furthermore, an electro-chemical removal method for introducing recesses into the workpiece is known in which the distance between the tool and workpiece is increased and decreased in a pulsating manner, and also the current flow pulses, in particular coupled with the change in distance. Again, these are obviously macroscopic pits.

Aus der US 2002/0126923 A1 ist es bekannt, ebenfalls mittels eines elektro-chemischen Abtragens und gepulstem Stromfluss schräge Nuten in einer Lageroberfläche herzustellen, wobei die Orte der Materialabtragung durch eine isolierende, das Werkzeug teilweise abdeckende, Maske festgelegt werden.From the US 2002/0126923 A1 It is also known to produce oblique grooves in a bearing surface by means of electrochemical ablation and pulsed current flow, the locations of the material removal being determined by an insulating mask which partly covers the tool.

Aus der AT 506855 A1 ist es bekannt, in einem rotationssymmetrischen Gleitlager etwa U-förmige Rillen mittels eines elektro-chemischen Abtragens einzuarbeiten. Dabei geht es um die Festlegung der optimalen Anzahl und des Abstandes der Rillen.From the AT 506855 A1 It is known to incorporate about U-shaped grooves by means of an electro-chemical ablation in a rotationally symmetrical sliding bearing. It is about the determination of the optimal number and the distance of the grooves.

Aus der DE 3634708 A1 ist es bekannt, Löcher in Kolbenringen einzubringen zur Verminderung der Reibung, jedoch mittels eines chemischen Verfahrens.From the DE 3634708 A1 it is known to introduce holes in piston rings to reduce friction, but by means of a chemical process.

In der US 2003/0024122 A1 wird die Steuerung des Prozesses beim elektro-chemischen Abtragen beschrieben.In the US 2003/0024122 A1 describes the control of the electrochemical erosion process.

In der US 2010/0024592 A1 wird das optimale Verhältnis von Größe zu Tiefe der mikroskopischen, mittels elektro-chemischem Abtragens eingebrachten Vertiefungen beschrieben.In the US 2010/0024592 A1 the optimum ratio of size to depth of the microscopic wells introduced by means of electrochemical ablation is described.

Die DE 2234428 A1 offenbart für mittels Vertiefungen strukturierte Gleitlagerflächen das richtige Flächenverhältnis von der Fläche der Vertiefungen zu den restlichen Flächen und enthält Angaben über die Abstände der Vertiefungen.The DE 2234428 A1 discloses for well-structured slide bearing surfaces the correct area ratio of the area of the depressions to the remaining areas and contains information about the distances of the depressions.

Aus der US 2003/0021711 A1 ist es bekannt, Vertiefungen in einer Gleitlagerfläche mittels Laser einzubringen.From the US 2003/0021711 A1 It is known to introduce recesses in a plain bearing surface by means of laser.

III. Darstellung der ErfindungIII. Presentation of the invention

a) Technische Aufgabea) Technical task

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein radiales Gleitlager, insbesondere an einer Kurbelwelle, zu schaffen sowie ein Verfahren zu seiner Erzeugung, sowie die dafür erforderliche Maschine zur Verfügung zu stellen, die mit geringem Aufwand eine definierte Strukturierung und starke Reibungsverminderung der Kontaktfläche des Gleitlagers zulässt.It is therefore an object of the invention to provide a radial sliding bearing, in particular on a crankshaft, and to provide a method for its production, and the machine required for this, with little effort a defined structuring and strong friction reduction of the contact surface of the Slide bearing permits.

b) Lösung der Aufgabeb) Solution of the task

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 14 und 25 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is solved by the features of claims 1, 14 and 25. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Dies wird durch ein Bearbeitungs-Verfahren mittels elektro-chemischem Ätzen (ECM) erreicht, welches besonders effizient und damit mit geringen Bearbeitungszeiten auskommt, indem

• – entweder während der Bearbeitung der Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück abwechselnd mittels Vibration größer und kleiner wird, insbesondere mittels Vibration des Werkzeuges, (PECM) und/oder
• – die Spannungs-Beaufschlagung oder Strombeaufschlagung des Werkzeuges pulsiert.

This is achieved by an electrochemical etching (ECM) machining process which is particularly efficient and therefore requires little processing time, by:

• - either during machining, the distance between the tool and workpiece alternately by means of vibration is larger and smaller, in particular by means of vibration of the tool, (PECM) and / or
• - The voltage application or current application of the tool pulsates.

Beide Maßnahmen, sowohl einzeln als auch in Kombination, beschleunigen den gewünschten Materialabtrag erheblich, so dass die Oberflächenstrukturierung mit Hilfe dieser Verfahren deutlich schneller vor sich geht als mit konkurrierenden Verfahren. Both measures, both individually and in combination, significantly accelerate the desired material removal, so that the surface structuring with the aid of these methods proceeds much faster than with competing methods.

Dabei hatte sich erwiesen, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die Abstandsvibration mit einer Frequenz von 1–100 Hz, besser 5–70 Hz, besser 10–50 Hz durchgeführt wird und/oder die Strom-Pulsation mit einer Pulsdauer von 1 bis 10 ms, besser von 2–4 ms durchgeführt wird und mit Pausen zwischen den einzelnen Pulsen, die so kurz wie möglich sind, jedoch mindestens der Pulsdauer entsprechen. Bei Kombination von Vibration und Pulsation werden die Pulse im Zustand der größten Annäherung zwischen Werkzeug und Werkstück aufgebracht.It has been found that it is particularly advantageous if the distance vibration with a frequency of 1-100 Hz, better 5-70 Hz, better 10-50 Hz is performed and / or the current pulsation with a pulse duration of 1 to 10 ms, better from 2-4 ms and with pauses between the individual pulses that are as short as possible, but at least the pulse duration correspond. Combining vibration and pulsation, the pulses are applied in the state of closest approach between the tool and the workpiece.

Die Bearbeitung mittels ECM oder PECM kann sowohl die flächige Bearbeitung der Oberfläche der Lagerstelle umfassen als auch das Einbringen von vielen mikroskopisch kleinen Vertiefungen in die Oberfläche oder auch beide Arbeitsschritte gemeinsam.The processing by means of ECM or PECM can include both the surface treatment of the surface of the bearing point as well as the introduction of many microscopic depressions in the surface or both steps together.

Für das Einbringen von Vertiefungen in die Oberfläche der Lagerstelle sollte während der Bearbeitung das Werkzeug zumindest in Umfangsrichtung der Lagerstelle besser insgesamt zur Lagerstelle stillstehen, damit die dafür notwendigen entweder Erhebungen auf der Wirkfläche des Werkzeuges oder Durchbrüche in einer Maske zwischen Werkzeug und Werkstück nicht noch kleiner ausfallen müssen als die damit herzustellenden Vertiefungen.For the introduction of depressions in the surface of the bearing point, the tool should rest at least in the circumferential direction of the bearing better overall to the bearing point, so that the necessary either surveys on the effective surface of the tool or breakthroughs in a mask between the tool and workpiece even smaller during machining must fail as the wells to be produced with it.

Eine flächige Bearbeitung kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen:
Entweder kann die Wirkfläche des Werkzeuges zur Oberfläche der Lagerstelle einen ausreichenden Abstand einnehmen, so dass eine eventuell vorhandene Strukturierung des Werkzeuges nicht mehr auf dem Werkstück abgebildet wird, denn die Abbildungsschärfe wird umso niedriger, je größer dieser Abstand ist und verliert sich irgendwann vollständig.Two-dimensional editing can be done in different ways:
Either the active surface of the tool to the surface of the bearing can take a sufficient distance, so that any existing structuring of the tool is no longer displayed on the workpiece, because the image sharpness is the lower, the greater this distance and eventually loses completely.

Die andere Möglichkeit besteht darin, das Werkzeug insbesondere in Umfangsrichtung, gegebenenfalls auch axial, relativ zum Werkstück zu bewegen, insbesondere mit einem Vorschub von 0,05–2 mm/min, besser mit einem Vorschub von 0,1–1 mm/min, wodurch auch der Einfluss von Erhebungen auf der Wirkfläche des Werkzeuges eliminiert wird und eine Oberfläche zunächst ohne Vertiefungen auf der Lagerstelle erzielt werden kann.The other possibility is to move the tool, in particular in the circumferential direction, if appropriate also axially, relative to the workpiece, in particular with a feed rate of 0.05-2 mm / min, better with a feed rate of 0.1-1 mm / min, whereby the influence of elevations on the effective surface of the tool is eliminated and a surface can first be achieved without depressions on the bearing.

Durch eine solche flächige Bearbeitung als Vorbehandlung für das Einbringen der Strukturierung, also der Vertiefungen, spricht, dass damit sowohl die Rauigkeit eingestellt werden kann als auch Maßungenauigkeiten behoben werden können und dadurch bisher übliche Feinbearbeitungsschritte an der Lagerstelle entfallen können.By such a planar processing as a pretreatment for the introduction of the structuring, so the wells, says that so that both the roughness can be adjusted and dimensional inaccuracies can be corrected and thereby previously customary finishing steps can be omitted at the bearing.

Dabei wird ein Materialabtrag von maximal 30 μm, besser nur 20 μm, besser nur 10 μm, insbesondere aber von mindestens 2 μm durchgeführt, der sowohl zum Beheben von Maßungenauigkeiten als auch von Formungenauigkeiten ausreichend ist. Durch die Mindest-Materialabnahme ist sichergestellt, dass keine Flächenbereiche unbearbeitet bleiben.Here, a material removal of a maximum of 30 .mu.m, better only 20 .mu.m, better still only 10 .mu.m, but in particular of at least 2 .mu.m, which is sufficient both for the correction of dimensional inaccuracies and of inaccuracies in shape. The minimum material acceptance ensures that no surface areas remain unprocessed.

Da wie erwähnt zum Verändern der Abbildungs-Schärfe der Oberflächenstruktur des Werkzeuges auf dem Werkstück der Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück verändert wird, insbesondere bei einem vibrierenden Abstand der geringste Abstand während der Vibration verändert wird in Abhängigkeit der gewünschten Abbildungs-Schärfe, wird in der Regel zum Einbringen der Vertiefungen der Abstand so gering wie möglich gewählt, da nur hierdurch sichergestellt wird, dass die Vertiefungen etwa ebenso klein sind wie die entsprechenden Erhebungen am Werkzeug.As mentioned above, for changing the imaging sharpness of the surface structure of the tool on the workpiece, the distance between the tool and the workpiece is changed, particularly at a vibrating distance, the smallest distance during the vibration is changed depending on the desired imaging sharpness chosen for introducing the wells of the distance as low as possible, since only this ensures that the wells are about as small as the corresponding elevations on the tool.

Als sehr effektiven Kompromiss hat sich erwiesen, dass das Werkzeug in einem Abstand von 5 μm bis 400 μm, besser in einem Abstand von 10 μm bis 100 μm, zur Oberfläche der Lagerstelle gehalten wird.As a very effective compromise has been found that the tool is kept at a distance of 5 microns to 400 microns, better at a distance of 10 microns to 100 microns, to the surface of the bearing.

Dabei kann sogar eine flächige Bearbeitung der gesamten Oberfläche und ein Einbringen von Vertiefungen in einem Arbeitsgang durchgeführt werden:
Indem die Wirkfläche des Werkzeuges tangential zu der konvex gekrümmten Oberfläche des Werkstückes ist, nimmt der Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück von der Stelle der größten Annäherung aus in Umfangsrichtung zu. Dies bedeutet, dass in den von dem geringsten Abstand entfernten Bereichen sich die Erhebungen auf der Wirkfläche des Werkzeuges entweder nicht mehr auf dem Werkstück abbilden oder gar keine Erhebungen auf der Wirkfläche des Werkzeuges mehr vorhanden sind, jedenfalls in diesem abseitigen Bereich eine Flächenbehandlung durchgeführt wird, während im Bereich des geringsten Abstandes sich die Erhebungen des Werkzeuges auf der Oberfläche des Werkstückes abbilden.In this case even a surface treatment of the entire surface and an introduction of depressions can be carried out in one operation:
Since the working surface of the tool is tangential to the convexly curved surface of the workpiece, the distance between the tool and the workpiece increases from the point of greatest approximation in the circumferential direction. This means that in the areas remote from the smallest distance, the elevations on the active surface of the tool either no longer image on the workpiece or no elevations on the effective surface of the tool are more available, at least in this off-site area a surface treatment is carried out, while in the range of the smallest distance, the elevations of the tool are reflected on the surface of the workpiece.

Danach wird das Werkstück in Umfangsrichtung gedreht oder das Werkzeug in Umfangsrichtung weiter bewegt, und in Umfangsrichtung der nächste Bereich bearbeitet. Dann darf natürlich nicht mehr mittels flächiger Bearbeitung der Bereich, in dem bereits Vertiefungen eingebracht waren, bearbeitet werden, weshalb das Werkzeug vom Punkt des geringsten Abstandes aus nur in eine Richtung tangential oder mit zunehmendem Abstand abstreben sollte.Thereafter, the workpiece is rotated in the circumferential direction or the tool is further moved in the circumferential direction, and processed in the circumferential direction of the next area. Then, of course, the area in which recesses had already been introduced can no longer be processed by surface processing, which is why the tool is moved from the point of the smallest distance from one direction only tangentially or with increasing distance should strive.

Die gleiche Wirkung tritt ein, jedoch im verringertem Maße, wenn die Wirkfläche des Werkzeuges konkav gekrümmt ist, jedoch mit einem größeren Krümmungsradius als die konvex gekrümmte Oberfläche der Lagerstelle, denn dann nimmt von der Stelle mit geringstem Abstand aus der Abstand zwischen Werkstück und Werkzeug in Umfangsrichtung weniger stark zu.The same effect occurs, but to a lesser extent, when the effective surface of the tool is concavely curved, but with a larger radius of curvature than the convexly curved surface of the bearing, because then takes from the point with the smallest distance from the distance between the workpiece and tool Circumferential direction less strong.

Die zwischen Werkzeug und Werkstück angelegte Spannung sollte etwa zwischen 10 V und 50 V betragen, insbesondere zwischen 20 und 30 V. Als Elektrolyt kann Natriumchlorat oder Natriumnitrat verwendet werden, da dies unter Umweltaspekten unkritische Chemikalien sind, und auch den meistens aus Stahl oder Guss bestehenden Werkstücken nicht schaden.The voltage applied between the tool and the workpiece should be approximately between 10 V and 50 V, in particular between 20 and 30 V. As the electrolyte, sodium chlorate or sodium nitrate can be used, since these are uncritical chemicals under environmental aspects, and also those mostly made of steel or cast iron Do not damage workpieces.

Für die hohe Effizienz des Verfahrens ist es unter anderem wichtig, dass im Bearbeitungsspalt ständig eine ausreichende Menge an flüssigem Elektrolyt hindurch gepresst wird, um die ausgelösten Stoffe und Partikel wegzubefördern, denn nur durch ein möglichst sauberes Fluid wird ein guter Stromfluss erzielt und damit eine hohe Verfahrens-Effizienz.Among other things, it is important for the high efficiency of the process that a sufficient amount of liquid electrolyte is constantly pressed through in the machining gap in order to carry away the substances and particles released, since only the cleanest possible fluid achieves a good flow of current and thus a high flow rate process efficiency.

Das für die Stromführung benötigte Fluid wird z. B. über das Zentrum der Werktrode mittels einer dort vorhandenen Bohrung während der Bearbeitung in den Spalt zwischen Werkzeug und Werkstück gepresst.The fluid required for the current flow is z. B. pressed over the center of the Werktrode by means of a hole there during machining in the gap between the tool and the workpiece.

Durch die erfindungsgemäßen Möglichkeiten der Feinbearbeitung lässt sich auch eine sehr effiziente, gegebenenfalls verkürzte, Prozesskette zur Fertigbearbeitung von Kurbelwellen erreichen:
Bevorzugt wird nämlich die Bearbeitung mittels elektrochemischem Ätzen unmittelbar nach der spanenden Bearbeitung mit bestimmter Schneide durchgeführt und weitere Feinbearbeitungsschritte, wie etwa das Schleifen, vermieden. Gegebenenfalls kann dazwischen ein Fein-trocken-schleifen durchgeführt werden, um unter anderem die für Gleitlagerstellen gewünschte funktionale Rauheit herzustellen.The possibilities of fine machining according to the invention also make it possible to achieve a very efficient, possibly shortened, process chain for finishing crankshafts:
Namely, the processing is preferably carried out by means of electrochemical etching immediately after the machining with a specific cutting edge and further finishing steps, such as grinding, avoided. Optionally, a fine dry grinding may be performed therebetween to produce, among other things, the functional roughness desired for plain bearings.

Danach sollte insbesondere kein weiterer Bearbeitungsschritt mehr erfolgen, sondern die Kurbelwelle ist dann einsatzfertig.After that, in particular, no further processing step should take place, but the crankshaft is then ready for use.

Falls ein Härten der Oberfläche der Lagerstelle oder Beschichten mit einer Hartschicht gewünscht ist, wird dies vor dem elektro-chemischem Ätzen durchgeführt, insbesondere unmittelbar davor.If hardening of the surface of the bearing or coating with a hard layer is desired, this is done before the electrochemical etching, in particular immediately before it.

Das Bearbeiten mittels elektrochemischem Ätzen unmittelbar nach der spanende Bearbeitung mit bestimmter Schneide wird maximal auf eine Genauigkeit von 10 μm bei der Rundheit und/oder dem Durchmesser durchgeführt, obwohl bei der spanenden Bearbeitung mit bestimmter Schneide durchaus höhere Genauigkeiten möglich wären. Es ist jedoch wirtschaftlicher und die gewünschte Formgebung und auch Oberflächenstruktur kann reproduzierbarer erreicht werden, wenn ab diesem Aufmaß mittels elektrochemischem Ätzen gearbeitet wird.The processing by means of electrochemical etching immediately after the machining with a certain cutting edge is carried out to an accuracy of 10 microns at the roundness and / or diameter, although quite higher accuracies would be possible in the machining with a certain edge. However, it is more economical and the desired shape and surface structure can be achieved reproducible when working from this allowance by means of electrochemical etching.

Die Prozesskette kann auch dadurch verkürzt werden, dass gleichzeitig mit der Bearbeitung der Oberfläche der Lagerstelle auch im Inneren des Werkstückes ein Entgraten durch elektro-chemisches Ätzen durchgeführt wird, insbesondere an den Kreuzungen von Bohrungen.The process chain can also be shortened in that simultaneously with the machining of the surface of the bearing, a deburring is carried out in the interior of the workpiece by electro-chemical etching, especially at the intersections of holes.

Erfindungsgemäß wird somit ein entsprechendes Produkt, also eine Lagerstelle, insbesondere an einer Kurbelwelle, mit einer mittels elektrochemischem Ätzen strukturierten Oberfläche erzielt, bei der in der Oberfläche der Lagerstelle wenigstens bereichsweise eine Vielzahl von Vertiefungen angeordnet sind, die eine Tiefe von maximal 20 μm, insbesondere maximal 15 μm, insbesondere maximal 10 μm, insbesondere maximal 5 μm besitzen und in der Aufsicht betrachtet eine kleinste Erstreckung von maximal 40 μm, besser maximal 20 μm, besser maximal 15 μm.According to the invention, a corresponding product, ie a bearing point, in particular on a crankshaft, is achieved with a surface structured by means of electrochemical etching, in which a plurality of depressions are arranged at least in areas in the surface of the bearing, which have a depth of at most 20 μm, in particular a maximum of 15 microns, in particular a maximum of 10 .mu.m, in particular a maximum of 5 microns have and viewed in the plan view a minimum extension of a maximum of 40 microns, better at most 20 microns, better at most 15 microns.

Denn es hat sich gezeigt, dass auch bereits sehr flache Vertiefungen eine starke Minimierung der Reibung im Betrieb der Lagerstelle bewirken.Because it has been shown that even very shallow depressions cause a strong minimization of friction during operation of the bearing.

Entgegen allen bisherigen Vorurteilen, in deren Sinne ja teilweise versucht wurde, entweder sehr lange Rillen oder vernetzte Muster von Vertiefungen mit größerer Tiefe und Breite auf den Oberflächen von Lagerstellen aufzubringen, hatte sich im Rahmen der Erfindung herausgestellt, dass die Vertiefungen nicht miteinander in Verbindung stehen müssen, sondern einzelne singuläre Vertiefungen, die keine Verbindung untereinander haben – außer über die vorhandene Rauigkeit der Oberfläche in den Bereichen zwischen den Vertiefungen – völlig ausreichend sind, aber sehr viel einfacher herzustellen sind.Contrary to all previous prejudices, in the sense of which it was sometimes attempted to apply either very long grooves or networked patterns of recesses with greater depth and width on the surfaces of bearings, it had been found in the invention that the recesses are not in communication but single singular wells that have no connection to each other - except for the existing roughness of the surface in the areas between the wells - are quite sufficient, but much easier to produce.

Dabei sollte der Abstand der Vertiefungen maximal 100 μm, besser nur maximal 80 μm, besser nur maximal 50 μm betragen.The distance of the recesses should be a maximum of 100 microns, better only a maximum of 80 microns, better only a maximum of 50 microns.

Der mit Vertiefungen besetzte Flächenanteil – bei bereichsweiser Strukturierung nur gerechnet auf den strukturierten Bereich – sollte bevorzugt 1% bis 30%, insbesondere 1% bis 15%, insbesondere 1% bis 5% betragen, da ein vor allem höherer Flächenanteil nur noch zu marginalen Verbesserungen des Reibungsverhaltens führt.The area occupied by depressions surface area - in area-wise structuring only calculated on the structured area - should be preferably 1% to 30%, in particular 1% to 15%, in particular 1% to 5%, since an especially higher area ratio only marginal improvements the friction behavior leads.

Ferner sollte das Verhältnis der Tiefe zum größten oberflächlichen Durchmesser der Vertiefungen zwischen 0,005 und 0,02, insbesondere zwischen 0,008 und 0,012, betragen, da dies die beste Depotwirkung für Schmiermittel ergibt. Furthermore, the ratio of the depth to the largest superficial diameter of the recesses should be between 0.005 and 0.02, in particular between 0.008 and 0.012, as this gives the best depot effect for lubricants.

Wenn die Vertiefungen am Übergang zwischen den Flanken zur Oberfläche der Lagerstelle eine Rundung mit einem Radius von mindestens 2 μm und/oder eine Schräge von weniger als 60° zur Oberfläche aufweisen, kann hierdurch besonders leicht durch die Drehung des Lagers das Schmiermittel aus der Vertiefung herausgezogen und in den Lagerspalt abseits der Vertiefungen verbracht werden.If the depressions at the transition between the flanks to the surface of the bearing have a rounding with a radius of at least 2 microns and / or a slope of less than 60 ° to the surface, this can be particularly easily pulled out of the recess by the rotation of the bearing, the lubricant and be spent in the storage gap away from the depressions.

Aus dem gleichen Grund sollte auch Im Bereich zwischen den Vertiefungen die Oberfläche eine Rauheit Rz von 1 bis 4 μm, aufweisen.For the same reason, the surface should also have a roughness Rz of 1 to 4 μm in the region between the depressions.

Aus dem gleichen Grund sollte im Bereich zwischen den Vertiefungen auch ein Traganteil von mindestens 50%, jedoch höchstens 85% vorhanden sein.For the same reason, a minimum of 50% but not more than 85% should be present in the area between the wells.

Als am besten haben sich dabei Vertiefungen erwiesen, die in der Aufsicht eine kreisrunde Form besitzen oder eine längliche Form, deren Haupterstreckungs-Richtung in einem Winkel von 0–30°, besser 0–15° zur Umfangsrichtung liegt.Wells have proven to be the best that have a circular shape in the plan or an elongated shape whose main direction of extension is at an angle of 0-30 °, better 0-15 ° to the circumferential direction.

Bei einer länglichen Form sollte die in der Aufsicht betrachtet die größte Erstreckung nicht mehr als das 20-fache, besser nicht mehr als das zehnfache, besser nicht mehr als das fünffache der kleinsten Erstreckung betragen.In an elongated form, the maximum extent considered in the supervision should not be more than 20 times, more preferably not more than 10 times, more preferably not more than 5 times the smallest extent.

Zur Herstellung der Vertiefungen sind auf der Wirkfläche des Werkzeuges Erhebungen entsprechend der Form, Größe und Verteilung der gewünschten Vertiefungen angeordnet oder die glatte Wirkfläche eines Werkzeuges ist von einer Maske, insbesondere einem Band, aus elektrisch nicht leitfähigen Material abgedeckt, in dem Durchbrüche angeordnet sind, durch welche hindurch der Stromfluss zum Werkzeug stattfindet, und insbesondere beträgt die Dicke der Maske dabei maximal 100 μm, besser maximal 60 μm.To produce the depressions, elevations corresponding to the shape, size and distribution of the desired depressions are arranged on the active surface of the tool or the smooth effective surface of a tool is covered by a mask, in particular a band, of electrically nonconductive material in which apertures are arranged. through which the current flow takes place to the tool, and in particular the thickness of the mask is at most 100 microns, better at most 60 microns.

Werkzeuge mit Erhebungen ergeben eine bessere Abbildungsgenauigkeit auf dem Werkstück, während eine Maske, die die glatte Wirkfläche des Werkzeuges abdeckt und deren Durchbrüche den Stromfluss steuern, sehr einfach hergestellt werden kann und auch sehr einfach ausgewechselt werden kann.Surveying tools provide better imaging accuracy on the workpiece, while a mask that covers the smooth working surface of the tool and whose breakthroughs control the flow of current can be made very easily and can also be easily replaced.

Bevorzugt wird die Oberfläche der Lagerstelle in axialer Richtung nur in Teilbereichen, insbesondere an den Rändern, mittels der Vertiefungen strukturiert und/oder in Umfangsrichtung, insbesondere bei Hub-Lagerstellen, nur in demjenigen Teilbereich von z. B. 30°, in dem die Hauptbelastung im Betrieb des Verbrennungsmotors auftritt. Dadurch kann der Bearbeitungsaufwand und die Bearbeitungszeit reduziert werden, ohne die Wirkung nennenswert zu verschlechtern.Preferably, the surface of the bearing is in the axial direction only in partial areas, in particular at the edges, structured by means of the recesses and / or in the circumferential direction, in particular at Hub-bearing points, only in that portion of z. B. 30 °, in which the main load occurs during operation of the engine. As a result, the processing time and the processing time can be reduced without worsening the effect appreciably.

Für die Wirkung als Öl-Depot spielt auch die Querschnittsform der einzelnen Vertiefungen eine Rolle. Wenn bei einem in Umfangsrichtung der Vertiefungen liegenden Schnitt die entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle gerichtete Flanke der Vertiefung weniger steil verläuft als die Gegenflanke, kann über diese flache Flanke das Schmiermittel aus der Vertiefung besonders leicht herausgezogen werden, während die steile Flanke ein ausreichendes Volumen der Vertiefung bei geringer Fläche in der Aufsicht bietet.For the effect as an oil depot and the cross-sectional shape of the individual wells plays a role. If at a lying in the circumferential direction of the recesses the opposite direction of rotation of the crankshaft flank of the recess is less steep than the counter flank, the lubricant can be easily pulled out of the recess on this flat edge, while the steep flank sufficient volume of the recess offers in a small area in the supervision.

Eine Maschine zum Bearbeiten rotationssymmetrischer Lagerstellen, insbesondere an einer Kurbelwelle, mittels elektro-chemischem Ätzen, sollte bevorzugt eine Maschine mit Achsanordnung und Werkstückspindelanordnung wie bei einer Drehmaschine und mit gesteuerter C-Achse sein und insbesondere wenigstens eine ECM- oder PECM-Werkzeugeinheit aufweisen, die in allen drei Raumrichtungen bewegbar ist.A machine for machining rotationally symmetrical bearings, in particular on a crankshaft, by means of electrochemical etching, should preferably be a machine with axle arrangement and workpiece spindle arrangement as in a lathe and controlled C-axis and in particular have at least one ECM or PECM tool unit is movable in all three spatial directions.

Um an ein und derselben Lagerstelle zwei einander gegenüberliegende Bereiche gleichzeitig bearbeiten zu können, können zwei einander gegenüberliegende Ätz-Werkzeuge in den Zinken eines gabelförmigen Halters angeordnet sein, dessen Zinken vorzugsweise gegeneinander bewegbar sind, zum einen zum Zweck der Anpassung an unterschiedliche Lagerdurchmesser, zum anderen auch zum Annähern des Werkzeuges an die Oberfläche der Lagerstelle.In order to be able to process two opposing areas simultaneously at one and the same bearing location, two opposing etching tools can be arranged in the prongs of a fork-shaped holder whose prongs are preferably movable relative to one another, for the purpose of adaptation to different bearing diameters, on the other also for approaching the tool to the surface of the bearing.

Unabhängig davon sollte sich die Wirkfläche des Werkzeuges über einen Umfangswinkel von mindestens 10°, besser 20°, besser 30° und/oder jedoch höchstens 90°, besser höchstens 70°, besser höchstens 50° der Lagerstelle erstrecken, denn nur dann ist sichergestellt, dass durch die radiale Annäherung des Werkzeuges an das Werkstück die Form der Erhebungen des Werkzeuges genau genug auf dem Werkstück abgebildet werden.Irrespective of this, the active surface of the tool should extend over a circumferential angle of at least 10 °, better 20 °, better 30 ° and / or at most 90 °, better at most 70 °, better 50 ° of the bearing, because only then is ensured that the shape of the elevations of the tool can be represented accurately enough on the workpiece by the radial approach of the tool to the workpiece.

Um die Abbildegenauigkeit zu maximieren, sollte das Werkzeug am besten eine konkave Krümmung besitzen, die genau der konvexen Krümmung der zu bearbeitenden Lagerstelle entspricht, so dass die Wirkfläche des Werkzeuges an allen Stellen des Werkzeuges den gleichen Abstand zur Oberfläche der Lagerstelle hat.To maximize the imaging accuracy, the tool should best have a concave curvature corresponding exactly to the convex curvature of the bearing to be machined so that the effective area of the tool is equidistant from the surface of the bearing at all points of the tool.

Wenn jedoch vor dem Einbringen der Vertiefungen im selben Arbeitsgang eine flächige Bearbeitung, also Materialabtrag und/oder Glättung, der Werkstück-Oberfläche erfolgen soll, kann es sinnvoll sein, wenn die Wirkfläche des Werkzeuges tangential zu der konvex gekrümmten Oberfläche des Werkstückes oder konkav gekrümmt, jedoch mit einem insbesondere um den Faktor 1,1–2,0 größeren Krümmungsradius als die konvex gekrümmte Oberfläche der Lagerstelle ist, und von dem Bereich des geringsten Abstandes zwischen Werkzeug und Werkstück aus das Werkzeug in Bearbeitungsrichtung vorsteht.However, if before the introduction of the wells in the same operation a planar Machining, ie material removal and / or smoothing, the workpiece surface should be made, it may be useful if the effective surface of the tool tangent to the convex curved surface of the workpiece or concave curved, but with a particular by a factor of 1.1-2 , 0 greater radius of curvature than the convex curved surface of the bearing is, and protrudes from the range of the smallest distance between the tool and workpiece from the tool in the machine direction.

Dann wird die Werkstückoberfläche zunächst von dem beabstandeten Bereich des Werkzeuges bearbeitet, und zwar flächig, entweder weil das Werkzeug dort gar keine Erhebungen auf seiner Wirkfläche mehr besitzt oder weil deren Abstand so groß ist, dass sie sich nicht mehr auf der Werkstückoberfläche abbilden.Then, the workpiece surface is first processed by the spaced portion of the tool, and indeed flat, either because the tool there no more elevations on its effective surface more or because the distance is so large that they no longer reflect on the workpiece surface.

Anschließend wird das Werkstück relativ zum Werkzeug verdreht, bis der zuvor mit Abstand bearbeitete Flächenbereich des Werkstückes sich nun im Bereich des geringsten Abstandes zum Werkzeug befindet und dabei in diesem Bereich die gewünschten Vertiefungen eingebracht werden.Subsequently, the workpiece is rotated relative to the tool until the previously processed with distance surface area of the workpiece is now in the range of the smallest distance to the tool and thereby the desired depressions are introduced in this area.

Wenn die Erhebungen auf der Wirkfläche des Werkzeuges eine mindestens um den Faktor zwei, besser um den Faktor drei, größere Höhe besitzen als die Tiefe der damit herzustellenden Vertiefungen, so bewirkt dies, dass keine allzu starke Annäherung des Werkzeuges an das Werkstück notwendig ist und damit die Bereiche zwischen den Vertiefungen wenig beeinflusst werden.If the elevations on the effective surface of the tool at least by a factor of two, better by a factor of three, have greater height than the depth of the wells to be produced so that causes no excessive approach of the tool to the workpiece is necessary and thus the areas between the depressions are little influenced.

c) Ausführungsbeispielec) embodiments

Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments according to the invention are described in more detail below by way of example. Show it:

1a, b: Eine erfindungsgemäße Maschine, 1a , b: a machine according to the invention,

2a, b: das Grundprinzip des elektro-chemischen Ätzens, 2a , b: the basic principle of electrochemical etching,

3a, b: die fertig bearbeitete Lagerstelle, 3a , b: the finished bearing,

4a, b: Querschnittsformen von Vertiefungen, 4a , b: cross-sectional shapes of depressions,

5a, b: verschiedene Elektroden-Formen, 5a , b: different electrode shapes,

6: die Beeinflussung des Bereiches zwischen den Vertiefungen. 6 : the influence of the area between the wells.

In 2 ist zunächst das – an sich bekannte – Funktionsprinzip des elektro-chemischen Ätzens (ECM) auch in seiner pulsierenden Forum (PECM), dargestellt:
Zwischen einem Werkzeug in Form einer Elektrode 25 und einem Werkstück 2 aus einem elektrisch leitenden Material fließt ein Strom, indem der Spalt 23 dazwischen von einem elektrisch leitfähigen Fluid, dem Elektrolyt 4, gefüllt ist.In 2 First, the - known per se - functional principle of electro-chemical etching (ECM) is also presented in its pulsating forum (PECM):
Between a tool in the form of an electrode 25 and a workpiece 2 from an electrically conductive material flows a current by the gap 23 in between by an electrically conductive fluid, the electrolyte 4 , is filled.

Dadurch wandern Elektronen von der negativ geladenen Elektrode 25 zum positiv geladenen Werkstück 2 und positiv geladene Metall-Ionen aus dem Metall des Werkstückes 2 in Gegenrichtung, wodurch ein Materialabtrag an der Oberfläche des Werkstückes bewirkt wird.As a result, electrons migrate from the negatively charged electrode 25 to the positively charged workpiece 2 and positively charged metal ions from the metal of the workpiece 2 in the opposite direction, whereby a material removal is effected on the surface of the workpiece.

Wenn die dem Werkstück 2 zugewandte Wirkfläche 24 des Werkzeuges 25 dreidimensional konturiert ist, zum Beispiel Erhebungen 26 aufweist, wird sich diese Kontur in der gegenüberliegenden Oberfläche des Werkstückes 2 abbilden, wenn der Spalt 23, also der Abstand 3 zwischen Werkzeug 25 und Werkstück 2, klein genug ist und die Zeitdauer für einen ausreichenden Abtrag von Material aus der Oberfläche des Werkstückes 2 ausreicht.When the the workpiece 2 facing active surface 24 of the tool 25 contoured in three dimensions, for example, elevations 26 has, this contour will be in the opposite surface of the workpiece 2 Imaged when the gap 23 So the distance 3 between tools 25 and workpiece 2 , is small enough and the time for a sufficient removal of material from the surface of the workpiece 2 sufficient.

Denn die Größe des Materialabtrages hängt nicht nur von der Stärke des Stromflusses ab, sondern eben auch von dem Abstand 23 zwischen Werkzeug und Werkstück, was der Grund ist, dass bei Annäherung im Bereich der Erhebungen 26 ein partiell stärkerer Materialabtrag am Werkstück 2 stattfindet, und dadurch sich die Oberflächen-Gestaltung des Werkzeugs 25 in der Oberfläche des Werkstückes 2 abbildet.Because the size of the material removal depends not only on the strength of the current flow, but also on the distance 23 between tool and workpiece, which is the reason that when approaching in the area of the elevations 26 a partially stronger material removal on the workpiece 2 takes place, thereby changing the surface design of the tool 25 in the surface of the workpiece 2 maps.

Wesentlich ist dabei, dass eine ausreichende Durchströmung des Spaltes 23 mit Elektrolyt 4 stattfindet, denn dies stellt nicht nur den Stromfluss zwischen Werkzeug 25 und Werkstück 2 sicher, sondern führt auch die aus der Oberfläche des Werkstückes 2 herausgelösten Metall-Ionen und Partikel 32 ab, so dass im Spalt 23 nach Möglichkeit immer ein möglichst wenig verunreinigtes Elektrolyt 4 zur Führung stehen sollte.It is essential that a sufficient flow through the gap 23 with electrolyte 4 takes place, because this not only sets the flow of current between the tool 25 and workpiece 2 sure, but also leads the out of the surface of the workpiece 2 dissolved metal ions and particles 32 off, leaving in the gap 23 if possible, always a least contaminated electrolyte 4 should stand for leadership.

Es hat sich herausgestellt, dass statt einer kontinuierlichen Annäherung der Elektrode 25 an das Werkstück 2 eine pulsierende Annäherung einen schnelleren Materialabtrag am Werkstück 2 ergibt, offensichtlich da immer nach einer starken Annäherung und damit einem starken Elektronen- und Ionen-Fluss unmittelbar danach aus dem Spalt 23 die Reaktionsprodukte schnell wieder entfernt werden.It has been found that instead of a continuous approach of the electrode 25 to the workpiece 2 a pulsating approach a faster material removal on the workpiece 2 Obviously there always after a strong rapprochement and thus a strong electron and ion flux immediately afterwards out of the gap 23 the reaction products are removed quickly.

Aus diesem Grund ist die Elektrode 25 an einem Vibrator 31 befestigt, der meist feder-unterstützt ist, und der eine Vibration von zum Beispiel 10–50 Hz durchführt, und zwar mit einer Amplitude in Form zum Beispiel des Abstandes 3, der so gewählt ist, dass im maximal entfernten Zustand kaum oder nur noch geringer Materialabtrag stattfindet. Eine gute Durchspülung des Spaltes 23 mit dem Elektrolyt 4 muss stattfinden, welches dementsprechend auch mit ausreichendem Druck zugeführt werden muss, meist über eine Bohrung 33 oder mehrere Bohrungen, zum Beispiel im Zentrum der Elektrode 25.Because of this, the electrode is 25 on a vibrator 31 fixed, which is usually spring-assisted, and which performs a vibration of, for example, 10-50 Hz, with an amplitude in the form of, for example, the distance 3 which is chosen so that in the maximum removed state hardly or only low material removal takes place. A good flushing of the gap 23 with the electrolyte 4 must take place, which must be supplied accordingly with sufficient pressure, usually via a bore 33 or more holes, for example in the center of the electrode 25 ,

Auf diese Weise war es bisher schon bekannt, Konturierungen der Elektrode 25, die sich im Größenbereich von zehntel-Millimetern bewegten, auf der Oberfläche des Werkstückes 2 abzubilden.In this way it was previously known, contouring the electrode 25 , which were in the size range of tenths of a millimeter, on the surface of the workpiece 2 map.

Es hat sich ferner gezeigt, dass vor allem bei einer vibrierenden, also sich dem Werkstück 2 periodisch annähernden und wieder entfernenden, Elektrode 25 ein konstanter Stromfluss nicht zu einem maximalen Ergebnis führt, sondern eine gepulste Beaufschlagung mit Strom wesentlich effizienter ist, indem ein Stromstoß immer dann angelegt wird, wenn sich die Elektrode 25 in der Position der maximalen Annäherung an das Werkstück 2 befindet. In der Regel wird zu diesem Zweck im Stromkreis zwischen Elektrode 25 und Werkstück 2 ein oder mehrere Kondensatoren zwischengeschaltet, die aufgeladen werden und sich zum Zeitpunkt der größten Annäherung zwischen Elektrode 25 und Werkstück 2 entladen werden und damit einen Stromstoß mit hoher Stromstärke abgeben.It has also been shown that especially in a vibrating, so the workpiece 2 Periodically approaching and removing electrode 25 A constant current flow does not result in a maximum result, but a pulsed application of current is much more efficient by applying a current surge whenever the electrode 25 in the position of maximum approach to the workpiece 2 located. In general, this is done in the circuit between electrode for this purpose 25 and workpiece 2 one or more capacitors are interposed, which are charged and at the time of closest approach between electrode 25 and workpiece 2 be discharged and thus deliver a surge with high current.

2b zeigt, dass ein ähnlicher Effekt auch erzielt werden kann, indem die Elektrode 25 eine ebene Wirkfläche 24 besitzt, im Spalt 23 zwischen Elektrode 25 und Werkstück 2 jedoch eine Maske 22, zum Beispiel in Form einer Kunststofffolie, aus elektrisch nicht leitendem Material angeordnet ist, in der Durchbrüche 29 vorhanden sind:
Dann findet ein Stromfluss nur durch die Durchbrüche 29 hindurch statt, und bewirkt dementsprechend nur im Bereich der Durchbrüche 29 einen Material-Abtrag auf der Oberfläche des Werkstückes 2. 2 B shows that a similar effect can also be achieved by the electrode 25 a flat effective surface 24 owns, in the gap 23 between electrode 25 and workpiece 2 but a mask 22 , For example, in the form of a plastic film, is arranged from electrically non-conductive material in the breakthroughs 29 available:
Then there is a current flow only through the breakthroughs 29 through, and thus causes only in the area of the breakthroughs 29 a material removal on the surface of the workpiece 2 ,

Auf diese Art und Weise ist kein hoher Herstellungsaufwand für die strukturierte Oberfläche der Wirkfläche 24 der Elektrode 25 notwendig, da zum Beispiel mittels Laserbeschuss eine entsprechende Maske 22 sehr viel kostengünstiger und schneller hergestellt werden kann.In this way, no high production costs for the structured surface of the active surface 24 the electrode 25 necessary, as for example by means of laser bombardment a corresponding mask 22 can be made much cheaper and faster.

Allerdings kann bei diesem abgewandelten Verfahren die Querschnittskontur, beispielsweise die Form der Flanken, der damit hergestellten Vertiefungen 27 sehr viel schlechter gesteuert werden, und insgesamt ist die damit erzielbare Strukturierung der Oberfläche des Werkstückes 2 gröber als bei dem gemäß 2a dargestellten Verfahren.However, in this modified method, the cross-sectional contour, for example, the shape of the flanks of the recesses produced therewith 27 are much worse controlled, and overall the achievable structuring of the surface of the workpiece 2 coarser than the according to 2a illustrated method.

Zusätzlich kann bei dem Bearbeiten mittels Maske 22 eine Bearbeitung im Bereich zwischen den Durchbrüche 29 nicht stattfinden bzw. nicht gesteuert stattfinden.In addition, when editing using mask 22 a processing in the area between the breakthroughs 29 not take place or not controlled take place.

Eine Strukturierung der Oberfläche eines Werkstückes wie etwa einer Kurbelwelle 2 mit Strukturen im Bereich von nur ein oder einigen wenigen μm Tiefe war jedoch bisher nicht möglich und ist nur mit zusätzlichen Maßnahmen mit diesem Verfahren zu erreichen, wie oben dargelegt.A structuring of the surface of a workpiece, such as a crankshaft 2 However, with structures in the range of only one or a few microns depth was previously not possible and can only be achieved with additional measures with this method, as stated above.

In den 1a, b ist in Frontansicht und Seitenansicht eine Werkzeug-Maschine 30 dargestellt, um eine solche Bearbeitung an einem Werkstück, hier dargestellt an einer Kurbelwelle 2, durchzuführen.In the 1a , b is a front view and side view of a tooling machine 30 shown to such a machining on a workpiece, shown here on a crankshaft 2 to perform.

Dabei handelt es sich um eine Werkzeugmaschine mit der Achsanordnung und Spindelanordnung wie bei einer Drehmaschine, also zum Beispiel mit einem Bett 11, auf dem ein Spindelstock 12 sitzt, der ein um die axiale Richtung, die Drehachse 10, drehend antreibbare und in seiner Drehlage steuerbare (C-Achse) Werkstück-Spindel 13 mit einem Spannfutter trägt sowie einen diesem Spindelstock 13 gegenüberliegenden analogen axial verschiebbaren Gegen-Spindeltock 14, zwischen denen das Werkstück 2 drehend antreibbar gespannt ist.It is a machine tool with the axle assembly and spindle assembly as in a lathe, so for example with a bed 11 on which a headstock 12 sitting, the one about the axial direction, the axis of rotation 10 , rotatable drivable and controllable in its rotational position (C-axis) workpiece spindle 13 with a chuck and a headstock 13 opposite analog axially displaceable counter-spindle cam 14 between which the workpiece 2 is driven in rotation.

Bei dieser Ausführungsform sind unterhalb der Drehachse 10 nebeneinander zwei Werkzeugeinheiten 34 angeordnet mit einem jeweils in diesem Fall – was erfindungsgemäß keineswegs notwendig ist – gabelförmig gestalteten Werkzeug 5, welches von den Werkzeugeinheiten 34 nach oben ragt, in der Mitte zweigeteilt ist, und eine Lagerstelle 1 der in der Maschine eingespannten Kurbelwelle 2 so umgreifen kann, dass dabei der Abstand jeder einzelnen Elektrode zum Werkstück einstellbar ist.In this embodiment are below the axis of rotation 10 two tool units next to each other 34 arranged with a respective in this case - which is by no means necessary according to the invention - fork-shaped tool 5 which of the tool units 34 protrudes upward, in the middle is divided into two, and a storage place 1 the crankshaft clamped in the machine 2 can encompass so that while the distance between each electrode is adjustable to the workpiece.

In den dieser Lagerstelle 2 zugewandten Innenflächen des Werkzeuges 25 sind die Elektroden angeordnet, die mithilfe der Werkzeugeinheit 34 in allen drei Raumrichtungen verfahrbar sind, die für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung wie bei Drehmaschinen definiert sein sollen, also mit der Drehachse 10 als Z-Richtung und den beiden hierzu quer liegenden Richtungen als X- und Y-Richtung.In the campsite 2 facing inner surfaces of the tool 25 The electrodes are arranged using the tool unit 34 be moved in all three spatial directions, which should be defined for the purposes of the present application as in lathes, ie with the axis of rotation 10 as the Z direction and the two transverse directions as the X and Y direction.

Das während der elektro-chemischen Bearbeitung über die Elektrode 25 zugeführte Elektrolyt 4 tropft vom Werkstück 2 ab und wird in einer Auffangwanne 25 aufgefangen, von dort abgezogen, in der Regel gereinigt und in einem Kreislauf dem Werkzeug 25 erneut zugeführt.This during the electrochemical machining via the electrode 25 supplied electrolyte 4 drips from the workpiece 2 off and in a drip tray 25 collected, withdrawn from there, usually cleaned and in a cycle the tool 25 fed again.

Bei dieser Maschine 30 sind ferner oberhalb der Drehachse 10 weitere Werkzeugeinheiten mit jeweils einem auf den Z-Führungen 15 laufenden Z-Schlitten 16 vorhanden, auf dem dann jeweils ein X-Schlitten in X-Richtung läuft, der ein stillstehendes oder angetriebenes Werkzeug für eine spanende Bearbeitung, sei es einen Scheibenfräser, eine Schleifscheibe und/oder einen Werkzeugrevolver z. B. mit Drehwerkzeugen, tragen kann.In this machine 30 are also above the axis of rotation 10 additional tool units with one each on the Z-guides 15 running Z-slide 16 on which then runs in each case an X-carriage in the X direction, which is a stationary or driven tool for a machining, be it a side milling cutter, a Grinding wheel and / or a tool turret z. B. with rotary tools, can wear.

Während des Betriebes ist die Maschine auf der Frontseite mittels einer Frontabdeckung 19 verschlossen.During operation, the machine is on the front side by means of a front cover 19 locked.

Ebenso könnte die erfindungsgemäße Maschine jedoch ausschließlich die Werkzeugeinheiten 34 für das PECM tragen, und diese könnten dann natürlich auch oberhalb der Drehachse 10 angeordnet sein.Likewise, however, the machine according to the invention could only use the tool units 34 wear for the PECM, and these could of course also above the axis of rotation 10 be arranged.

Das erfindungsgemäße Ziel, die Lagerstelle 1 einer zum Beispiel Kurbelwelle 2 im Betriebszustand mit geringerer Reibung bei kaum verringerter Traglast laufen zu lassen, und dadurch Treibstoff zu sparen, wird erfindungsgemäß durch eine Strukturierung der Oberfläche der Lagerstelle 1 erreicht, wie sie beispielsweise in den 3a und b am Beispiel einer Hub-Lagerstelle 1 einer Kurbelwelle 2 dargestellt ist:
Dabei sind entweder die gesamte Oberfläche der Lagerstelle 1 oder zum Beispiel nur die axialen Randbereiche der Lagerstelle 1 erfindungsgemäß strukturiert, also mit einer Vielzahl sehr kleiner Vertiefungen 27 versehen, wie in der vergrößerten Aufsicht der 3a dargestellt, da sich herausgestellt hat, dass bereits eine bereichsweise Strukturierung die Reibung erheblich senkt, der nicht strukturierte Bereich jedoch dazu beiträgt, die Traglast des Lagers nur geringfügig absinken zu lassen:
Diese Vertiefungen 27 sind in der Aufsicht betrachtet beispielsweise rund oder auch länglich, beispielsweise in Form einer kurzen Nut mit halbrunden Enden, gestaltet, wobei der Abstand 21 zwischen den Vertiefungen 27 etwa dem zehnfachen des bei runden Vertiefungen 27 Durchmessers d oder bei länglichen Vertiefungen 27 der kleinsten Erstreckung e entspricht.The object of the invention, the bearing 1 for example, a crankshaft 2 Run in the operating state with less friction with hardly reduced load, and thereby save fuel, according to the invention by structuring the surface of the bearing 1 achieved, for example, in the 3a and b using the example of a hub bearing 1 a crankshaft 2 is shown:
In this case, either the entire surface of the bearing 1 or, for example, only the axial edge areas of the bearing 1 structured according to the invention, ie with a large number of very small depressions 27 provided, as in the enlarged view of the 3a since it has been found that even structurally structuring considerably reduces friction, but the non-structured region contributes to only a slight decrease in the bearing load:
These depressions 27 are viewed in plan view, for example, round or elongated, for example in the form of a short groove with semicircular ends, designed, the distance 21 between the wells 27 about ten times that of round wells 27 Diameter d or oblong depressions 27 the smallest extension e corresponds.

Der Flächenanteil der Vertiefungen innerhalb der strukturierten Bereiches sollte dabei im Bereich von 1% bis 30% liegen.The area fraction of the depressions within the structured area should be in the range of 1% to 30%.

Vorzugsweise sind die Vertiefungen 27 dabei in einem gleichmäßigen Raster, zum Beispiel einem rautenförmig Raster angeordnet, dessen eine Diagonale in Umfangsrichtung 28 liegt.Preferably, the depressions 27 arranged in a uniform grid, for example, a diamond-shaped grid, whose one diagonal in the circumferential direction 28 lies.

Bei länglichen Vertiefungen 27 sollte die Haupterstreckungsrichtung 20 primär in Umfangs-Richtung 28 der Lagerstelle 1, also der späteren Drehrichtung, liegen und hierzu einen Winkel von maximal 30° einnehmen.For elongated depressions 27 should be the main extension direction 20 primarily in the circumferential direction 28 the depository 1 , So the later direction of rotation, lie and this take an angle of 30 ° maximum.

Ferner hat es sich gezeigt, dass zur Erreichung dieses Zieles auch die Form und Größe der Vertiefungen 27 von großer Bedeutung ist, wie in den Schnittdarstellungen der 4a, b dargestellt:
Denn die Vertiefungen sollten eine Tiefe von maximal einigen wenigen μm besitzen, teilweise sogar unter einem μm tief sein, da dies die Tragfähigkeit am wenigsten minimiert, aber dennoch einen ausreichenden Depot-Effekt und damit eine Verminderung der Reibung nach sich zieht.Furthermore, it has been found that in order to achieve this goal, the shape and size of the wells 27 is of great importance, as in the sectional views of 4a , b:
Because the wells should have a maximum depth of a few microns, sometimes even be less than one micron deep, as this minimizes the carrying capacity, but still a sufficient depot effect and thus a reduction in friction by itself.

Im Vergleich zur Tiefe t der Vertiefungen 27 können die Vertiefungen 27 eine kleinste Erstreckung e, beispielsweise bei runden Vertiefungen 27 einen Durchmesser d, von 50 oder gar 150 μm besitzen, so dass die Vertiefungen 27 sehr großflächig und flach in Relation zu ihrer Tiefe t sind, was in den 4a, b aus Übersichtlichkeitsgründen nicht realistisch dargestellt ist, denn dort soll die Form der Flanken 18 der Vertiefungen 27 dargestellt werden:
Im Vertikal-Schnitt können – wie in 4a dargestellt – die Vertiefungen symmetrisch insbesondere rotationssymmetrisch, gestaltet sein, also die Flanken 18 den gleichen Schrägwinkel 9 zur Oberfläche der Lagerstelle 1 besitzen, der weniger als 60° betragen sollte.Compared to the depth t of the wells 27 can the wells 27 a smallest extension e, for example in round depressions 27 have a diameter d of 50 or even 150 microns, so that the wells 27 very large and flat in relation to their depth t are what is in the 4a , b for reasons of clarity not realistic, because there is the shape of the flanks 18 the wells 27 being represented:
In the vertical section can - as in 4a shown - the wells symmetrically in particular rotationally symmetric, be designed, so the flanks 18 the same skew angle 9 to the surface of the bearing 1 own, which should be less than 60 °.

Zusätzlich und/oder stattdessen sollte die Flanke 18 in die Oberfläche der Lagerstelle 1 mit einer Rundung 20 von mindestens einem Radius von zwei μm übergehen. Beide Maßnahmen tragen dazu bei, dass das im Betrieb der Kurbelwelle in der Vertiefungen 27 aufgenommene Schmiermittel mittels der Anhaftung an der Kontaktfläche des Lagerbockes gut in Umfangsrichtung 28 abtransportiert werden kann und damit in den Lagerspalt abseits der Vertiefungen 27 hinein transportiert werden kann.Additionally and / or instead the flank should be 18 into the surface of the depository 1 with a rounding 20 of at least a radius of two microns. Both measures contribute to that in the operation of the crankshaft in the recesses 27 absorbed lubricant by means of adhesion to the contact surface of the bearing block well in the circumferential direction 28 can be removed and thus in the bearing gap away from the wells 27 can be transported into it.

Dafür ist es auch nicht unschädlich, die in der späteren Drehrichtung 35 der Kurbelwelle 2 liegende Flanke 18 steiler auszubilden, da die Mitnahme des Schmiermittels nur in der Gegenrichtung erfolgt. Dadurch wird ohne negativen Einfluss das Volumen der einzelnen Vertiefungen 27 erhöht und damit die Depot-Wirkung verbessert.But it is not harmless, in the later direction of rotation 35 the crankshaft 2 lying flank 18 steeper, since the entrainment of the lubricant takes place only in the opposite direction. As a result, without negative influence, the volume of the individual wells 27 increases and thus improves the depot effect.

Aufgrund der genannten geringen Tiefe t der Vertiefungen 27 – die im übrigen auch ohne gezielt herbeigeführte Verbindungen untereinander ihre volle Wirkung entfalten – ist es einleuchtend, dass in den Flächenbereichen zwischen den Vertiefungen 27 die Rauheit der Oberfläche der Lagerstelle 1 in einem Bereich liegen muss, der geringer ist als die Tiefe t der Vertiefungen 27.Due to the mentioned small depth t of the recesses 27 - which, by the way, also unfold their full effect even without deliberately induced connections between them - it is obvious that in the surface areas between the depressions 27 the roughness of the surface of the bearing 1 must be in a range that is less than the depth t of the wells 27 ,

Abgesehen davon, dass diese Bereiche zwischen den Vertiefungen auch einen ausreichenden Tragteil von beispielsweise 60% bis 70% besitzen sollen, ist es deshalb sinnvoll – abhängig vom letzten Bearbeitungs-Schritt vor der PECM-Bearbeitung – auch die Bereiche zwischen den Vertiefungen 27 elektro-chemisch zu glätten, also insbesondere die Spitzen der mikroskopischen Oberflächenstruktur in diesen Bereichen abzutragen.Apart from the fact that these areas between the wells should also have a sufficient support part of, for example, 60% to 70%, it is therefore useful - depending on the last processing step before the PECM processing - also the areas between the wells 27 smoothen electrochemically, so in particular to remove the tips of the microscopic surface structure in these areas.

6 zeigt, wie dies auch in einem Arbeitsgang zusammen mit dem Einbringen der Vertiefungen 27 möglich sein kann:
Wie anhand der 2 dargelegt, findet ein Materialabtrag über die gesamte Wirkfläche 24 der Elektrode 25 statt, die Größe des Materialabtrages hängt jedoch auch von dem Abstand 3 zwischen der Wirkfläche 24 und dem Werkstück 2 ab:
Deshalb ist es möglich, die Erhebungen 26 auf der Elektrode 25 mit einer wesentlich größeren Höhe h auszuführen als die gewünschte Tiefe t der damit herzustellenden Vertiefungen 27, was dazu führt, dass der Abstand 3 zwischen der Elektrode 25 und dem Werkstück 2 zwischen den Erhebungen 26 wesentlich größer bleibt und der dort auftretenden Materialabtrag entsprechend geringer. 6 shows how this also in one operation together with the introduction of the wells 27 may be possible:
As based on the 2 explained, finds a material removal over the entire effective area 24 the electrode 25 However, the size of the material removal also depends on the distance 3 between the effective area 24 and the workpiece 2 from:
That is why it is possible the surveys 26 on the electrode 25 to perform with a much greater height h than the desired depth t of the wells to be produced with it 27 , which causes the distance 3 between the electrode 25 and the workpiece 2 between the surveys 26 remains much larger and the material removal occurring there correspondingly lower.

Durch die Bestimmung der Höhe h im Vergleich zur gewünschten Tiefe t, mithin die Steuerung des minimalen Abstandes 3 im Bereich zwischen den Erhebungen 26 zum Werkstück 2 hin, kann der Materialabtrag und damit der Glättungseffekt während des Einbringens der Vertiefungen 27 in den Bereichen dazwischen gesteuert werden, natürlich abhängig von weiteren Parametern wie Stromfluss, Material des Werkstückes 2 usw.By determining the height h in comparison to the desired depth t, and thus the control of the minimum distance 3 in the area between the surveys 26 to the workpiece 2 In addition, the material removal and thus the smoothing effect during the introduction of the wells 27 be controlled in the areas in between, of course, depending on other parameters such as current flow, material of the workpiece 2 etc.

Die 5a, b zeigen, welche makroskopische Form die Elektrode 25, auch in diesem Fall regelmäßig besetzt mit Erhebungen 26 – in der Aufsicht dieser Figuren unten dargestellt – im Vergleich zu der zylindrischen Lagerstelle 1 besitzen kann:
In 5a ist die Elektrode 25 schalenförmig gestaltet mit einer konkaven Krümmung entsprechend der konvexen Krümmung der Lagerstelle 1, sodass beim Anlegen dieses Werkzeuges 25 an die Lagerstelle 1 der Abstand 3 dazwischen über die gesamte Wirkfläche 24 der gleiche ist. Die Wirkfläche 24 erstreckt sich dabei über einen Umfangswinkel von zum Beispiel knapp 90°, so dass außer den beiden in 5a diametral gegenüberliegenden Elektroden 25 auch drei oder vier über den Umfang verteilte und eventuell den Umfang der Lagerstelle 1 auch vollständig abdeckende Elektroden 25 gleichzeitig eingesetzt werden könnten, sofern diese jeweils und vorzugsweise unabhängig voneinander radial gegen die Lagerstelle 1 anlegbar sind.The 5a , b show which macroscopic shape the electrode 25 , also in this case regularly occupied with surveys 26 - Shown in the top view of these figures below - compared to the cylindrical bearing point 1 can own:
In 5a is the electrode 25 cup-shaped with a concave curvature corresponding to the convex curvature of the bearing 1 so when creating this tool 25 to the depository 1 the distance 3 in between over the entire effective area 24 the same is. The effective area 24 extends over a circumferential angle of, for example, just under 90 °, so that except the two in 5a diametrically opposite electrodes 25 also three or four distributed over the circumference and possibly the circumference of the bearing 1 also completely covering electrodes 25 could be used simultaneously, provided that each and preferably independently of each other radially against the bearing point 1 can be applied.

Die 5b zeigt eine andere Gestaltung der Wirkfläche 24 der Elektrode 25:
Bei dem oben dargestellten Werkzeuge 25 ist die konkave Krümmung geringer als der Umfangsradius der Lagerstelle 1, sodass abseits einer Stelle des geringsten Abstandes 3 zwischen Werkzeug 25 und der Lagerstelle 1 dieser in einer Umfangsrichtung 28, nämlich entgegen der Bearbeitungsrichtung, zunimmt. Bearbeitet man nun in der dargestellten Stellung den entsprechenden Bereich der Lagerstelle 1 und bringt dort die Vertiefungen 27 ein, so wird gleichzeitig der Bereich mit größerem Abstand 3 durch einen dort auftretenden geringeren und zwar flächigen Materialabtrag – da sich dort die Erhebungen 26 der Elektrode 25 nicht mehr auf der Lagerstelle 1 abbilden – geglättet.The 5b shows a different design of the effective surface 24 the electrode 25 :
In the above tools 25 the concave curvature is less than the circumferential radius of the bearing 1 so that away from a spot of the shortest distance 3 between tools 25 and the depository 1 this in a circumferential direction 28 , namely against the machining direction, increases. If you work in the position shown, the corresponding area of the bearing 1 and bring the wells there 27 a, so at the same time the area with a greater distance 3 due to a smaller and more extensive removal of material occurring there - there are the surveys 26 the electrode 25 no longer on the storage site 1 depict - smoothed.

Dreht man danach abschnittweise die Lagerstelle 1 für die Bearbeitung des nächsten Abschnittes in Pfeilrichtung, der Bearbeitungsrichtung, weiter, so werden dann Vertiefungen 27 in Umfangsbereichen der Lagerstelle 1 eingearbeitet, die bereits im Bearbeitungsschritt vorher aufgrund des größeren Abstandes 3 geglättet wurden.Then you turn sections of the bearing 1 for the processing of the next section in the arrow direction, the machining direction, then, then recesses 27 in peripheral areas of the bearing 1 incorporated, which already in the processing step before due to the greater distance 3 were smoothed.

Der gleiche Effekt tritt bei der ebenen, tangential angelegten, Wirkfläche 24 des unten dargestellten Werkzeuges 25 auf, jedoch noch stärker, da hier der Abstand 3 abseits des Bereiches mit geringstem Abstand noch schneller zunimmt.The same effect occurs in the plane, tangentially applied, effective area 24 of the tool shown below 25 on, but even stronger, because here the distance 3 away from the area with the slightest distance increases even faster.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Lagerstelledepository

22

Kurbelwelle, WerkstückCrankshaft, workpiece

33

Abstanddistance

44

Fluid, ElektrolytFluid, electrolyte

55

Auffangwannedrip tray

66

Umfangswinkelcircumferential angle

77

Krümmungsradiusradius of curvature

88th

Rundungcurve

99

Schrägwinkeloblique angle

1010

axiale Richtung, Drehachseaxial direction, axis of rotation

1111

Bettbed

1212

Spindelstockheadstock

1313

Werkstück-SpindelWorkpiece spindle

1414

Gegen-SpindelstockAgainst headstock

1515

Z-FührungZ-guide

1616

Z-Schlitten,Z slide,

1717

X-SchlittenX slide

1818

Flankeflank

1919

Frontabdeckungfront cover

2020

Haupterstreckungs-RichtungMain Erstreckungs direction

2121

Abstanddistance

2222

Maskemask

2323

Spaltgap

2424

Wirkflächeeffective area

2525

Werkzeug, Ätz-Werkzeug, Elektrode,Tool, etching tool, electrode,

2626

Erhebungsurvey

2727

Vertiefungdeepening

2828

Umfangsrichtungcircumferentially

2929

Durchbruchbreakthrough

3030

Maschinemachine

3131

Vibratorvibrator

3232

Partikelparticle

3333

Bohrungdrilling

3434

Werkzeug-EinheitTool unit

3535

Drehrichtungdirection of rotation

dd

Durchmesserdiameter

ee

kleinste Erstreckungsmallest extent

tt

Tiefedepth

hH

Höheheight

Claims (30)

Verfahren zum Bearbeiten rotationssymmetrischer Gleitlagerstellen, insbesondere an einer Kurbelwelle (2), mittels elektro-chemischem Abtragen (ECM), wobei – während der Bearbeitung der Abstand zwischen einem Werkzeug (25) und einem Werkstück (2) abwechselnd mittels Vibration größer und kleiner wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Strombeaufschlagung des Werkzeuges (25) pulsiert, und – eine flächige Bearbeitung der gesamten Oberfläche und ein Einbringen von Vertiefungen (27) durchgeführt wird, indem die Wirkfläche des Werkzeuges (25) tangential zu der konvex gekrümmten Oberfläche des Werkstückes (2) oder konkav gekrümmt, jedoch mit einem größeren Krümmungsradius als die konvex gekrümmte Oberfläche der Lagerstelle (1) gewählt wird.Method for machining rotationally symmetrical sliding bearing points, in particular on a crankshaft ( 2 ), by electrochemical erosion (ECM), whereby - during machining, the distance between a tool ( 25 ) and a workpiece ( 2 ) becomes alternately larger and smaller by means of vibration, characterized in that - the current applied to the tool ( 25 ) pulsates, and - a surface treatment of the entire surface and an introduction of depressions ( 27 ) is performed by the active surface of the tool ( 25 ) tangential to the convexly curved surface of the workpiece ( 2 ) or concavely curved, but with a larger radius of curvature than the convexly curved surface of the bearing ( 1 ) is selected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vibration mit einer Frequenz von 1–100, besser 5–70, besser 10–50 Hz durchgeführt wird und/oder – die Pulse mit einer Pulsdauer von 0,3 bis 10 ms, besser von 2–4 ms durchgeführt werden und – entweder mit Pausen zwischen den einzelnen Pulsen, die mindestens der Pulsdauer entsprechen – oder mit einem elektrischen Puls immer zum Zeitpunkt der größten Annäherung zwischen Werkzeug (25) und Werkstück (2), wenn gleichzeitig eine Vibration stattfindet.A method according to claim 1, characterized in that - the vibration with a frequency of 1-100, better 5-70, better 10-50 Hz is performed and / or - the pulses with a pulse duration of 0.3 to 10 ms, better of 2-4 ms, and either with pauses between the individual pulses, which correspond at least to the pulse duration, or with an electrical pulse always at the time of the greatest approximation between the tool ( 25 ) and workpiece ( 2 ) when vibration occurs simultaneously. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Einbringen von Vertiefungen (27) in die Oberfläche der Lagerstelle (1) während der Bearbeitung das sich nur über einen Teil des Umfanges erstreckende Werkzeug (25) in Umfangsrichtung der Lagerstelle (1) stillsteht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the introduction of depressions ( 27 ) into the surface of the depository ( 1 ) during machining, the tool extending over only part of the circumference ( 25 ) in the circumferential direction of the depository ( 1 ) stands still. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Einbringen von Vertiefungen (27) die Anzahl der Pulse gezählt wird, mit denen das Werkstück (2) in unveränderter Stellung des Werkzeuges (25) beaufschlagt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the introduction of depressions ( 27 ) the number of pulses is counted with which the workpiece ( 2 ) in the unchanged position of the tool ( 25 ) is applied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur flächigen Bearbeitung der Oberfläche des Werkstückes (2) das Werkzeug (25) – einen ausreichenden Abstand (3) von der Oberfläche des Werkstückes (2) einnimmt, so dass eine eventuell vorhandene Strukturierung des Werkzeuges (25) nicht mehr vollständig auf dem Werkstück (2) abgebildet wird, oder – das Werkzeug insbesondere in Umfangsrichtung, gegebenenfalls auch axial, relativ zum Werkstück (2) bewegt wird, insbesondere mit einem Vorschub von 0,05–2 mm/min, besser mit einem Vorschub von 0,1–1 mm/min.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the surface treatment of the surface of the workpiece ( 2 ) the tool ( 25 ) - a sufficient distance ( 3 ) from the surface of the workpiece ( 2 ), so that any structuring of the tool ( 25 ) no longer completely on the workpiece ( 2 ), or - the tool in particular in the circumferential direction, possibly also axially, relative to the workpiece ( 2 ), in particular with a feed of 0.05-2 mm / min, better with a feed of 0.1-1 mm / min. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verändern der Abbildungs-Schärfe der Oberflächenstruktur des Werkzeuges (25) auf dem Werkstück (2) – entweder der Abstand (3) zwischen Werkzeug (25) und Werkstück (2) verändert wird, insbesondere bei einem vibrierenden Abstand (3) der geringste Abstand während der Vibration verändert wird oder – die Stromstärke in Abhängigkeit der gewünschten Abbildungs-Schärfe.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for changing the imaging sharpness of the surface structure of the tool ( 25 ) on the workpiece ( 2 ) - either the distance ( 3 ) between tools ( 25 ) and workpiece ( 2 ), in particular at a vibrating distance ( 3 ) the smallest distance is changed during the vibration or - the current intensity depending on the desired image sharpness. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Elektro-chemischen Abtragens bei der flächigen Bearbeitung ein Materialabtrag von maximal 30 μm, besser nur 20 μm, besser nur 10 μm, insbesondere aber von mindestens 0,5 μm, besser von mindestens 2 μm, erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the electro-chemical ablation in the surface treatment, a material removal of a maximum of 30 microns, better only 20 microns, better only 10 microns, but especially of at least 0.5 microns, better of at least 2 μm, takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bearbeiten das Werkzeug (25) in einem Abstand (3) zur Oberfläche der Lagerstelle (1) von 5 μm bis 400 μm, besser in einem Abstand (3) von 10 μm bis 100 μm, gehalten wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during machining the tool ( 25 ) at a distance ( 3 ) to the surface of the depository ( 1 ) from 5 μm to 400 μm, better at a distance ( 3 ) of 10 μm to 100 μm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am Werkzeug (25) angelegte Spannung zwischen 10 V und 50 V beträgt, insbesondere zwischen 20 und 30 V, und/oder als Elektrolyt Natriumchlorat oder Natriumnitrat verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the tools ( 25 ) applied voltage between 10 V and 50 V, in particular between 20 and 30 V, and / or is used as the electrolyte sodium chlorate or sodium nitrate. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen von Vertiefungen (27) in der Oberfläche der Lagerstelle (1) – entweder ein Werkzeug (25) mit Erhebungen (26) verwendet wird, und das für die Stromführung benötigte Fluid (4) insbesondere über das Zentrum der Wirkfläche (24) des Werkzeuges (25) während der Bearbeitung in den Spalt (23) zwischen Werkzeug (25) und Werkstück (2) zugeführt wird – oder ein Werkzeug (25) mit ebener Wirkfläche verwendet wird und eine Maske (22) aus nicht elektrisch leitendem Material mit Durchbrüchen zwischen Werkstück (2) und Werkzeug (25) gehalten wird, und das benötigte Fluid (4) insbesondere zwischen der Maske (22) und der Oberfläche der Lagerstelle (1) entlang der Oberfläche zu- und abgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the production of recesses ( 27 ) in the surface of the depository ( 1 ) - either a tool ( 25 ) with surveys ( 26 ) is used, and the required for the flow of fluid ( 4 ) in particular via the center of the effective area ( 24 ) of the tool ( 25 ) while working in the gap ( 23 ) between tools ( 25 ) and workpiece ( 2 ) or a tool ( 25 ) is used with a flat effective surface and a mask ( 22 ) made of non-electrically conductive material with openings between Workpiece ( 2 ) and tools ( 25 ) and the required fluid ( 4 ) in particular between the mask ( 22 ) and the surface of the depository ( 1 ) is fed in and out along the surface. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der ECM-Behandlung die Oberfläche der Lagerstelle (1) zumindest bereichsweise gehärtet wird oder mit einer elektrisch leitfähigen Hart-Beschichtung versehen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that before the ECM treatment, the surface of the bearing ( 1 ) is at least partially cured or provided with an electrically conductive hard coating. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Bearbeitung der Oberfläche der Lagerstelle (1) auch im Inneren des Werkstückes (2) ein Entgraten durch elektro-chemisches Abtragens durchgeführt wird, insbesondere an den Kreuzungen von Bohrungen (21).Method according to one of the preceding claims, characterized in that simultaneously with the processing of the surface of the bearing ( 1 ) also inside the workpiece ( 2 ) a deburring is carried out by electro-chemical removal, in particular at the intersections of bores ( 21 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung so erfolgt, dass Im Bereich zwischen den Vertiefungen (27) die Oberfläche eine Rauheit von Rz von von 1 bis 4 μm aufweist und/oder einen Traganteil von mindestens 50%, jedoch höchstens 85%.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the machining takes place in such a way that in the area between the depressions ( 27 ) the surface has a roughness of Rz of 1 to 4 microns and / or a carrying ratio of at least 50%, but not more than 85%. Rotationssymmetrische Lagerstelle (1), insbesondere an einer Kurbelwelle (2), mit einer mittels ECM strukturierten Oberfläche, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Oberfläche der Lagerstelle (1) wenigstens bereichsweise eine Vielzahl von Vertiefungen (27) angeordnet sind, die – eine Tiefe (t) von maximal 10 μm, insbesondere maximal 5 μm, insbesondere maximal 1 μm besitzen und – in der Aufsicht betrachtet eine kleinste Erstreckung (e) von maximal 150 μm, besser maximal 100 μm, besser maximal 50 μm aufweisen dadurch gekennzeichnet, dass bei einem in Umfangsrichtung (28) der Vertiefungen (27) liegenden Schnitt die entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle gerichtete Flanke (18) der Vertiefung (27) weniger steil verläuft als die gegenüberliegende Flanke (18).Rotationally symmetric bearing ( 1 ), in particular on a crankshaft ( 2 ), with an ECM structured surface according to one of the preceding claims, wherein in the surface of the bearing ( 1 ) at least in regions a plurality of depressions ( 27 ), which - have a depth (t) of at most 10 .mu.m, in particular at most 5 .mu.m, in particular at most 1 .mu.m and - viewed in the plan view a smallest extent (e) of a maximum of 150 .mu.m, better at most 100 .mu.m, better at most 50 microns characterized in that in a circumferential direction ( 28 ) of the depressions ( 27 ) lying opposite the direction of rotation of the crankshaft flank ( 18 ) of the depression ( 27 ) is less steep than the opposite flank ( 18 ). Rotationssymmetrische Lagerstelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (27) nicht miteinander in Verbindung stehen.Rotationally symmetrical bearing according to claim 17, characterized in that the depressions ( 27 ) are not related to each other. Rotationssymmetrische Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (27) eine Tiefe (t) von 0,5–4 μm, insbesondere von 1 bis 2 μm, besitzen.Rotationally symmetrical bearing point according to one of the preceding device claims, characterized in that the depressions ( 27 ) have a depth (t) of 0.5-4 .mu.m, in particular of 1 to 2 .mu.m. Rotationssymmetrische Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (21) der Vertiefungen (27) maximal 250 μm, besser nur maximal 170 μm, besser nur maximal 100 μm beträgt.Rotationally symmetrical bearing according to one of the preceding device claims, characterized in that the distance ( 21 ) of the depressions ( 27 ) is a maximum of 250 microns, better only a maximum of 170 microns, better only a maximum of 100 microns. Rotationssymmetrische Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Vertiefungen (27) besetzte Flächenanteil – bei bereichsweiser Strukturierung nur gerechnet auf den strukturierten Bereich – 1% bis 30%, insbesondere 10% bis 20%, beträgt.Rotationally symmetrical bearing according to one of the preceding device claims, characterized in that the recess ( 27 ) occupied area portion - with areawise structuring only calculated on the structured area - 1% to 30%, in particular 10% to 20%. Rotationssymmetrische Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Tiefe (t) zum größten oberflächlichen Durchmesser (d) der Vertiefungen zwischen 0,005 und 0,02, insbesondere zwischen 0,008 und 0,012, beträgt.Rotationally symmetric bearing according to one of the preceding device claims, characterized in that the ratio of the depth (t) to the largest surface diameter (d) of the recesses between 0.005 and 0.02, in particular between 0.008 and 0.012. Rotationssymmetrische Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen den Vertiefungen (27) die Oberfläche eine Rauheit von Rz von 1 bis 4 μm aufweist.Rotationally symmetrical bearing point according to one of the preceding device claims, characterized in that in the region between the depressions ( 27 ) the surface has a roughness of Rz of 1 to 4 microns. Rotationssymmetrische Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (27) am Übergang zwischen den Flanken (18) zur Oberfläche der Lagerstelle (1) eine Rundung (20) mit einem Radius von mindestens 2 μm und/oder einem Schrägwinkel (9) von weniger als 60° zur Oberfläche aufweisen.Rotationally symmetrical bearing point according to one of the preceding device claims, characterized in that the depressions ( 27 ) at the transition between the flanks ( 18 ) to the surface of the depository ( 1 ) a rounding ( 20 ) with a radius of at least 2 μm and / or a skew angle ( 9 ) of less than 60 ° to the surface. Rotationssymmetrische Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufsicht betrachtet die größte Erstreckung der Vertiefung (27) maximal um den Faktor 20, besser nur um den Faktor zehn, besser nur um den Faktor fünf so groß ist wie die kleinste Erstreckung (e).Rotationally symmetrical bearing according to one of the preceding device claims, characterized in that viewed in the top view, the largest extension of the recess ( 27 ) at most by a factor of 20, better only by a factor of ten, better only by a factor of five as large as the smallest extension (e). Rotationssymmetrische Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (27) in der Aufsicht eine kreisrunde Form besitzen oder eine längliche Form, deren Haupterstreckungs-Richtung (20) in einem Winkel von 0–30° besser von 0° bis 15°, zur Umfangsrichtung (28) liegt.Rotationally symmetrical bearing point according to one of the preceding device claims, characterized in that the depressions ( 27 ) have a circular shape in the plan view or an elongated shape whose main extension direction ( 20 ) at an angle of 0-30 ° better from 0 ° to 15 °, to the circumferential direction ( 28 ) lies. Rotationssymmetrische Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Lagerstelle (1) in axialer Richtung (10) nur in Teilbereichen, insbesondere an den Rändern, mittels der Vertiefungen (27) strukturiert ist und/oder in Umfangsrichtung (28), insbesondere bei Hub-Lagerstellen, nur in denjenigen Umfangsbereichen, in denen die Hauptbelastung im Betrieb des Verbrennungsmotors auftritt.Rotationally symmetrical bearing according to one of the preceding device claims, characterized in that the surface of the bearing ( 1 ) in the axial direction ( 10 ) only in partial areas, in particular at the edges, by means of the depressions ( 27 ) is structured and / or in the circumferential direction ( 28 ), in particular at Hub-bearing points, only in those peripheral areas in which the main load occurs during operation of the internal combustion engine. Maschine (30) zum Bearbeiten rotationssymmetrischer Lagerstellen (1), insbesondere an einer Kurbelwelle (2), mittels ECM nach einem der vorhergehenden Verfahrens-Ansprüche wobei die Maschine (30) eine Werkzeugmaschine mit Achsanordnung und Werkstück-Spindel-Anordnung wie bei einer Drehmaschine ist, eine gesteuerte C-Achse besitzt und das Werkzeug (25) in einer Werkzeugeinheit (34) angeordnet ist, die in allen drei Raumrichtungen bewegbar ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche des Werkzeuges (25) tangential zu der konvex gekrümmten Oberfläche des Werkstückes (2) angeordnet ist oder konkav gekrümmt, jedoch mit einem größeren Krümmungsradius als die konvex gekrümmte Oberfläche der Lagerstelle (1). Machine ( 30 ) for machining rotationally symmetrical bearing points ( 1 ), in particular on a crankshaft ( 2 ), by means of ECM according to one of the preceding method claims, wherein the machine ( 30 ) is a machine tool with axle arrangement and workpiece spindle arrangement as in a lathe, has a controlled C axis and the tool ( 25 ) in a tool unit ( 34 ) is arranged, which is movable in all three spatial directions, characterized in that the effective surface of the tool ( 25 ) tangential to the convexly curved surface of the workpiece ( 2 ) is arranged or concavely curved, but with a larger radius of curvature than the convexly curved surface of the bearing ( 1 ). Maschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugeinheit (34) zwei oder mehr über den Umfang der Lagerstelle (1) verteilte Werkzeuge (25) umfasst, die synchron oder unabhängig voneinander radial verstellbar sind.Machine according to claim 25, characterized in that the tool unit ( 34 ) two or more beyond the scope of the depository ( 1 distributed tools ( 25 ) which are radially or synchronously adjustable synchronously or independently. Maschine nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche (24) des Werkzeuges (25) konkav gekrümmt ist, jedoch mit einem insbesondere um den Faktor 1,1–2,0 größeren Krümmungsradius (7) als die konvex gekrümmte Oberfläche der Lagerstelle (1).Machine according to claim 25 or 26, characterized in that the active surface ( 24 ) of the tool ( 25 ) is curved concavely, but with a particular by a factor of 1.1-2.0 larger radius of curvature ( 7 ) as the convexly curved surface of the bearing ( 1 ). Maschine nach einem der Ansprüche 25–27, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Wirkfläche (24) des Werkzeuges (25) Erhebungen (26) entsprechend der Form, Größe und Verteilung der gewünschten Vertiefungen (27) angeordnet sind oder die Wirkfläche (24) des Werkzeuges (25) von einer Maske (22), insbesondere einem Band, aus elektrisch nicht leitfähigem Material abgedeckt ist, in dem Durchbrüche (29) angeordnet sind, durch welche hindurch der Stromfluss zum Werkzeug (25) stattfindet, und insbesondere die Dicke der Maske (22) maximal 100 μm, besser maximal 60 μm, beträgt.Machine according to one of claims 25-27, characterized in that on the active surface ( 24 ) of the tool ( 25 ) Surveys ( 26 ) according to the shape, size and distribution of the desired wells ( 27 ) or the effective area ( 24 ) of the tool ( 25 ) of a mask ( 22 ), in particular a band, is covered by electrically non-conductive material, in the breakthroughs ( 29 ), through which the flow of current to the tool ( 25 ) takes place, and in particular the thickness of the mask ( 22 ) is at most 100 microns, better at most 60 microns. Maschine nach einem der Ansprüche 25–28, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (26) auf der Wirkfläche (24) des Werkzeuges (25) eine mindestens um den Faktor zwei, besser um den Faktor drei, größere Höhe (h) besitzen als die Tiefe (t) der damit herzustellenden Vertiefungen (27).Machine according to one of claims 25-28, characterized in that the elevations ( 26 ) on the effective surface ( 24 ) of the tool ( 25 ) have at least a factor of two, better by a factor of three, greater height (h) than the depth (t) of the wells to be produced therewith ( 27 ). Maschine nach einem der Ansprüche 25–29, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wirkfläche (24) des Werkzeuges (25) über einen Umfangswinkel (6) von mindestens 10°, besser 20°, besser 30° und/oder jedoch höchstens 90°, besser höchstens 70°, der Lagerstelle (1) erstreckt.Machine according to one of claims 25-29, characterized in that the active surface ( 24 ) of the tool ( 25 ) over a circumferential angle ( 6 ) of at least 10 °, better 20 °, better 30 ° and / or not more than 90 °, better still not more than 70 °, of the bearing ( 1 ).

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